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什么是气动技术(SMC pneumatics)

发布时间:2022-05-03 点击量:288

什么是SMC气动?

气动是压缩空气的科学和技术——使用管道压缩空气(或类似气体,如氮气)来传输力和能量。

因此,风钻(或手提钻)可以用金属凿子通过从软管送入的压缩空气上下泵送, 将路面炸开,而机器人喷漆机则使用压缩空气在车身等物体上进行均匀喷涂。正如我们稍后将看到的,气动类似于液压,我们使用 水(或其他液体)在推土机或起重机之类的东西中传递力和 能量;两者都是流体动力的例子,但液压使用液体,SMC气动使用气体。


拍到棕褐色的SMC气动锤凿岩机。


SMC气动机器,例如这种锤钻,由软管提供动力,软管以加压(压缩)空气的形式输送能量和力。照片由美国垦务局提供,由美国国会图书馆提供。


回想一下你炸毁并放手的气球。你用你的肺把空气吹进里面。你在里面的每一次呼吸都会使气球膨胀一点,用一些力向外推,以抵抗气压和 从外面推入的橡胶的弹性(弹性)。所以,用物理学术语来说,你在一段距离(你给气球充气的量)上使用了一个力(你的呼吸):你做了科学家所说的对气球做功。你压缩空气并在压力下将其压入气球。现在压缩气体会在其中储存能量。做压缩气体的功需要能量,而你使用的能量并没有浪费——它作为势能存储在压缩气体中您可以稍后使用。换句话说,给气球充气有点像给橡胶制成的小型能量罐(或储罐)充气。当你松开气球时,被困的气体被释放出来:它膨胀,所以它储存的势能迅速变回动能,产生一股气流,为房间里的气球提供动力——一种非常简单的喷气发动机。

气动?Aeropress 咖啡机就像一个大塑料注射器,它利用气压将热水推入咖啡中。它具有气动机器的一些组件,但不是全部。

有些人喜欢更广泛地定义气动,因此它几乎涵盖了所有使用移动空气的技术。如此宽泛的定义可以涵盖从真空吸尘器(使用吸力)到 喷气发动机——甚至爱乐压咖啡机——的所有事物,但我发现它更模糊,更没用。例如,使用喷气发动机,就像使用气球一样,通过排气喷嘴向后喷射的气体推动飞机前进,但喷气发动机工作的另一部分是燃烧(从燃烧的燃料中获取能量)和流过它的“空气"并没有真正做同样的工作,以完全相同的方式。一架真正的气动飞机会在机翼中有一个装满压缩空气的巨型罐(一个气球状的储气罐),通过软管输送到涡轮机或 螺旋桨,并以此驱动飞机前进;不会发生任何燃烧。


因此,在我们开始之前要明确一点,本文基于对气动的更严格定义——重点是使用压缩空气来传递力并储存或携带能量——我使用的示例将倾向于反映这一点。它不会涵盖喷气发动机、 真空吸尘器、气垫船和其他不太直接依赖管道压缩空气的空气移动技术(您可以通过以下链接找到我关于这些事情的文章)。


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